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电子测量与检验技术 模拟式电压表的主要测量方案.pdf
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2022-07-07
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电子测量与检验技术中,模拟式电压表是一种重要的测量工具,尤其在电子工程和通信领域。模拟式电压表,特别是交流毫伏表或电子毫伏表,因其高灵敏度而在广泛的频率范围内被用来测量交流和直流电压。这些电压表的核心是磁电式直流电流表头,它能通过指针偏转来指示电压值。 1. **检波-放大式电压表**:此类型的电压表首先通过检波器将被测交流电压转换为直流电压,然后通过直流放大器放大,最终驱动表头指针移动。其工作频率上限可高达吉赫级别,适用于高频或超高频电压的测量。然而,灵敏度受到检波器非线性的影响,通常在0.1V左右,但使用调制式直流放大器可以提高到毫伏级。 2. **放大-检波式电压表**:在这个方案中,被测电压先经过宽带放大器放大,随后进行检波。由于信号在检波前已被放大,可以减少非线性影响,因此灵敏度较高,通常能达到毫伏级。但是,由于放大带宽的限制,其工作频率范围相对较窄,通常在20Hz到10MHz之间,适合于视频毫伏表的应用。 3. **外差式电压表**:外差式电压表采用混频器将被测信号与本机振荡器的信号混合,产生固定频率的中频信号,通过中频放大器放大后,由均值检波器转换为直流电压。这种方法克服了放大器带宽与增益的矛盾,同时通过狭窄的中频带宽降低噪声干扰,从而提高灵敏度至微伏级,因此被称为高频微伏表。 这三种模拟式电压表各有优势和适用场景。检波-放大式电压表适合高频测量但灵敏度较低,放大-检波式电压表具有高灵敏度但频率范围受限,而外差式电压表则能在保持高灵敏度的同时扩展频率范围。在实际应用中,根据测量需求选择合适类型的电压表至关重要。
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电子电压表是最常用的电压测量仪器,用于测量电路的交、直流电压。电子
电压表根据显示方式可分为模拟式电压表和数字式电压表。模拟电子电压表主要
为交流电子电压表,常称为交流毫伏表或电子毫伏表,其灵敏度高,广泛用于较
宽频率范围的信号电压值测量。
模拟式电压表的主要测量方案
模拟式电压表又称指针式电压表,采用磁电式直流电流表头作为电压指示器。
测量直流电压时,可直接或经放大、衰减后变成一定量的直流电流驱动直流表头
的指针偏转以指示电压值。测量交流电压时,先经交流-直流变换器,将被测交
流电压转换成与之成比例的直流电压后,再进行直流电压的测量。
为了满足不同的测量对象,被测电压大小、频率及精确度的要求,检波器在
电压表中所处的位置不同,从而形成了不同的模拟式交流电压表组成方案。
1、检波-放大式
检波-放大式电压表方案方框图如图 5.2.1 所示。它先将被测电流电压经检波
器变成直流电压,然后经直流放大器放大,最后驱动直流表头指针偏转。这种电
压表的频带宽度主要取决于检波电路的频率响应,若把特殊的高频检波二极管置
于探极内,并减小连接分布电容的影响,工作频率上限可达吉赫(GHz)级。因
此,这种组成方案的电压表一般属于高频电压表或超高频电压表。但电压表灵敏
度受检波器的非线性限制,若采用一般直流放大器,灵敏度只能达到 0.1V 左右。
若采用调制式直流放大器,灵敏度则可提高到毫伏级。
图 5.2.1 检波-放大式电压表方案框图
2、放大-检波式
方案方框图如图 5.2.2 所示。被测电压先经宽带放大器放大,然后在检波。
由于信号首先被放大,在检波器已有足够的幅度,可避免小信号检波时的非线性
影响,因此灵敏度较高,一般可达毫伏级。其工作频率范围因受放大带宽款的限
制而较窄,典型的频率范围为 20Hz~10MHz,所以这种电压表也称为视频毫伏表。
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努力搬砖的小王
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